基于MAS/UP模型的城市“四规合一”研究——以朝阳区为实证

Urban Planning is a special type of social management. Its complex, uncerntain, highly coupled and complicated decision-making mechanism bring about great difficulties to practice.Due to Multi-Agent Systems method is the combination of multi-disciplinary theory including decision sciences, management science and geography science, its adaptive and integrated thinking is the key to promote complexity science in urban planning depth development.Four-Planning Integration including population planning,industrial planning, land planning and spatial planning, is often the main body of the "12th Five-Year Plan" which the local government prepared for.The project is the fusion of the basic idea of multi-agent systems and urban planning, establishing the conceptual model of MAS/UP and developing public knowledge platform based on geographic information systems. It is the first time in China that such conceptual model is put forward. In the conceptual model,this project conduct research on the complex giant system of Chaoyang District, Beijing.The development of software has independent intellectual property rights, research achievements can provide scientific basic and theoretical knowledge for our city planning and management, decision support and etc,which have strong practical significance.

城市规划（Urban Planning）是一类特殊的社会管理。其复杂、不确定、高度耦合及决策机制繁复等给实践带来极大的困难。基于多主体系统建模（Multi-Agent Systems）方法综合了决策科学、管理科学、地理科学等多学科理论，其自适应与综合集成思想是推动复杂性科学在城市规划中应用不断深入发展的关键。"四规合一"是城市规划当中最核心的人口、产业、土地和空间规划，它往往是地方政府编制"十二五"规划的主体。本项目将多主体系统建模方法和城市规划的基本思想进行融合，建立MAS/UP概念模型，并开发基于地理信息系统的公共知识平台。这种概念模型的提出，在国内尚属首次。在该概念模型下，本项目对北京市朝阳区这个复杂巨系统进行研究，并耦合人口、产业、土地和空间数据进行二次开发，所开发的软件具有独立自主知识产权，研究成果可为我国城市规划与管理、决策支持等提供科学依据和理论基础，具有较强的现实意义。

城市规划体现城市管理者的品味和建设理念。本项目以北京市朝阳区为例，以北京朝阳望京科技产业园区为典型样本，综合运用城市规划学、经济学、管理科学、地理学、公共政策学等理论，通过问卷调查，统计分析，多主体建模仿真，优化设计，机制设计并结合工作实际对北京朝阳城市规划实践存在的问题和原因进行深入细致的剖析。本项目通过比较研究、历史数据资料收集整理等比对国内外城市规划实际、中国历史各规划发展脉络等，有针对性地提出了完善北京市朝阳区城市规划的实施机制，并提出了政策建议。相关的合理化建议已经得到政府相关部门的采纳。在解决关键科学问题方面，本项目提供了土地与人口、产业、空间关系的数学表达及技术报告。该技术报告包括基于博弈分析的机制设计、最优控制理论分析、基于Repast S的多主体博弈模型建立。这些研究都取得了重要的阶段性成果，为下一步更复杂、更大规模的研究奠定了科学基础。在综合比对各类政策及借鉴历史教训基础上，本课题组建议严格控制新增人口，采取更加严厉的措施，综合利用各类经济、政策和管治措施，解决朝阳区地区人口机械增长过快问题，由此减低对土地、水、大气等资源的压力，建议朝阳率先建立区域宜居水平监测制度，对城市重大公共服务设施缺口、环境资源过度消耗进行监测分析，为调控地区人口规模和结构提供依据和支撑。尤其对于流动人口的限制和综合管理必须摆在政府工作中的重中之重，对大量人口涌入导致的地区公共服务配套不足，社会管理压力过大等现实问题，建议市级层面尽快建立相应的公共服务投入、社会运行管理的专项财政补贴机制，平衡地区财政不足的压力。 本项目组通过数值模拟的方法发现，当市政当局有充分的耐心时，以下策略是一个完美子博弈均衡：市政当局一开始在每次市民购买的时候都生产高质量产品，而且只要他从未在过去生产低质量产品，就一直这样做下去。项目组的相关数值模拟的结果显示，一般而言一个政策的最佳执行期为3年（365*3），第一年为适应期，第二三年是政策执行期。本项目结合相关的数据模拟建立了CityPlanning和MASUPRelogo两个DEMO系统。结果发现，在不加控制的情况下，土地利用和覆盖将很快完成（大概5-8年左右），如果不采取更加严格的土地管理方式，对于城市可持续发展将带来巨大的挑战。